(57)【要約】【課題】  低インダクタンス化を図ることができ、組み立て時の作業性が従来よりも向上することができ、生産性を向上させることのできる電力変換装置を提供する。【解決手段】  スイッチング動作により直流電流を交流電流に変換するためのパワー半導体素子を有するパワーモジュールと、板状に形成された第１電極と、板状に形成されかつ第１電極との対向部分を有する第２電極と、第１電極と第２電極と対向した領域に配置される第１絶縁部材と、第１バスバーと、第１バスバーとの対向部分を有する第２バスバーと、第１バスバーと第２バスバーと対向した領域に配置される第２絶縁部材と、を備え、第１バスバーは、第２バスバーよりもパワーモジュールに近づく方向に延びており、かつ第１絶縁部材が配置された側との反対側の第１電極の面と接続され、第２電極は、第１電極よりもパワーモジュールから遠ざかる方向に延びており、かつ当該第２電極の延びた部分は第２絶縁部材が配置された側との反対側の第２バスバーの面と接続されている。【選択図】  図４
2010124691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング動作により直流電流を交流電流に変換するためのパワー半導体素子を有するパワーモジュールと、
板状に形成された第１電極と、
板状に形成されかつ前記第１電極との対向部分を有する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極と対向した領域に配置される第１絶縁部材と、
第１バスバーと、
前記第１バスバーとの対向部分を有する第２バスバーと、
前記第１バスバーと前記第２バスバーと対向した領域に配置される第２絶縁部材と、
を備え、
前記第１バスバーは、前記第２バスバーよりも前記パワーモジュールに近づく方向に延びており、かつ前記第１絶縁部材が配置された側との反対側の前記第１電極の面と接続され、
前記第２電極は、前記第１電極よりも前記パワーモジュールから遠ざかる方向に延びており、かつ当該第２電極の延びた部分は前記第２絶縁部材が配置された側との反対側の前記第２バスバーの面と接続される電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電力変換装置であって、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記パワーモジュールの側部から突出する電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたいずれかの電力変換装置であって、
前記第１電極と前記第１バスバーは、前記第１バスバーの端部と、前記第１絶縁部材が配置された側との反対側の前記第１電極の面とがろう材により接続され、
前記第２電極と前記第２バスバーは、前記第２電極の端部と、前記第２絶縁部材が配置された側との反対側の前記第２バスバーの面とがろう材により接続される電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力変換装置に関し、代表的には、電力変換装置の生産性を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置、たとえばインバータ装置は、主構成要素として、複数のスイッチング半導体素子を備えたパワーモジュールと、このパワーモジュールにおける複数のスイッチング半導体素子の動作を制御するための制御回路基板と、パワーモジュールの直流側に接続される平滑用コンデンサとを備えており、それらを含む各構成要素が１つの筐体内に収納されることにより構成されている。
【０００３】
このように構成されたインバータ装置は、直流電源と電気負荷との間に配置され、直流電源側が平滑用コンデンサの両端に接続され、かつ電気負荷側がパワーモジュールの交流側に接続される。そして、インバータ装置は、トルク指令あるいは回転指令等に相当する信号が制御回路基板に入力され、複数のスイッチング半導体素子のオン・オフの動作が制御回路基板からの駆動回路基板からの駆動信号により制御されることにより、直流電源から電気負荷に供給される電力を変換する。
【０００４】
ここで、インバータ装置は、直流電源側から平滑用コンデンサおよびパワーモジュールに至る電流経路、およびパワーモジュールから電気負荷側に至る電流経路が、板状導体から形成されたバスバーによって構成されている場合が多い、このため、パワーモジュールは、パワーモジュールと板状導体（バスバー）とを接続するための複数の電極あるいは端子を備えている。複数の電極あるいは端子は板状導体から構成され、パワーモジュールケースの外部に露出している。
【０００５】
このような構成を有する電力変換装置の背景技術としては、たとえば特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１には、パワーモジュールの外部端子上に積層導体を積み重ね、外部端子と積層導体とをボルトにより接続する、という技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２１６３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電力変換装置、たとえば前述のインバータ装置の組み立てにあたっては、その筐体内にパワーモジュールを配置した後に、パワーモジュールに設けられた複数の電極あるいは端子と板状導体（バスバー）とを、背景技術のように、ボルトなどの締結部材を用いて接続する。両者の接続作業にあたっては、両者に設けられたネジ孔の位置合わせ後に、締結部材により両者を接続する。
【０００８】
ところが、たとえば自動車に用いられるインバータ装置のように、小型化の要求が高い電力変換装置では、パワーモジュールおよび平滑用コンデンサが筐体の壁と近接して配置される場合が多く、パワーモジュールに設けられた複数の電極あるいは端子の近傍にあっては充分な作業領域の確保し難いとともに、板状導体（バスバー）との位置合わせの確認が非常にし難く、パワーモジュールに設けられた複数の電極あるいは端子と板状導体（バスバー）との接続作業がやり難い場合がある。このため、パワーモジュールに設けられた複数の電極あるいは端子と板状導体（バスバー）との接続作業を含む、電力変換装置の組み立て時の作業性を向上させ、電力変換装置の生産性を向上させるための技術の提供が従来より望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の代表的なものは、生産性の向上に好適な電力変換装置を提供する。
【００１０】
ここに、本発明の代表的なものは、スイッチング動作により直流電流を交流電流に変換するためのパワー半導体素子を有するパワーモジュールと、
板状に形成された第１電極と、
板状に形成されかつ前記第１電極との対向部分を有する第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極と対向した領域に配置される第１絶縁部材と、
第１バスバーと、
前記第１バスバーとの対向部分を有する第２バスバーと、
前記第１バスバーと前記第２バスバーと対向した領域に配置される第２絶縁部材と、
を備え、
前記第１バスバーは、前記第２バスバーよりも前記パワーモジュールに近づく方向に延びており、かつ前記第１絶縁部材が配置された側との反対側の前記第１電極の面と接続され、
前記第２電極は、前記第１電極よりも前記パワーモジュールから遠ざかる方向に延びており、かつ当該第２電極の延びた部分は前記第２絶縁部材が配置された側との反対側の前記第２バスバーの面と接続されることを特徴とする。
【００１１】
そして、第１電極及び第２電極は、パワーモジュールの側部から突出するものである。
【００１２】
さらに、第１電極と第１バスバーは、第１バスバーの端部と、第１絶縁部材が配置された側との反対側の第１電極の面とがろう材により接続され、第２電極と第２バスバーは、第２電極の端部と、第２絶縁部材が配置された側との反対側の第２バスバーの面とがろう材により接続されることを特徴としている。
【００１３】
なお、ここでは、代表的な課題を解決する代表的な発明について説明したが、その他にも、課題、およびその課題を解決する発明がある。それらについては、発明を実施するための最良の形態において説明する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の代表的なものによれば、低インダクタンス化を図ることができ、組み立て時の作業性が従来よりも向上することができ、生産性を向上させることのできる電力変換装置を提供できる。
【００１５】
また、第１電極と第２電極との間に絶縁部材を配置し、かつ第１バスバーと第２バスバーとの間に絶縁部材を配置しているので、低インダクタンス化を図ることができる。さらに、第１バスバー及び第２電極が請求項１のように構成されることで、電力変換装置の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による電力変換装置に内蔵されるパワーモジュールの一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明による電力変換装置の一実施例を示す回路図で、直流電源および回転電機とともに示した図である。
【図３】前記パワーモジュールの交流側主電極に植設させた雄ネジの取付構造の各実施例を示す図である。
【図４】前記パワーモジュールを電力変換装置の筐体内に組み込んだ状態にあって、該パワーモジュールとその近傍を示した断面図である。
【図５】前記パワーモジュールの交流側主電極の近傍における他の実施例を示す断面図である。
【図６】前記パワーモジュールの正極側主電極および負極側主電極の近傍における他の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明による電力変換装置に内蔵されるパワーモジュールの他の実施例を示す斜視図である。
【図８】図７のVIII−VIII線における断面図である。
【図９】図７に示したパワーモジュールの他の実施例を示す構成図で、図８に対応する図である。
【図１０】本発明による電力変換装置に内蔵されるパワーモジュールの他の実施例を示す斜視図である。
【図１１】本発明による電力変換装置を回転電機に取り付けた構成の一実施例を示す斜視図である。
【図１２】図１１の機電一体型回転電機装置を搭載した車両システムの一実施例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１８】
本実施例においては、自動車、特に電気的エネルギーの変換により得られた機械的エネルギーを車両の駆動源として用いる車両、たとえばハイブリッド自動車に代表される環境対応自動車に搭載された電力変換装置に、本発明の構成を適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１９】
また、本実施例においては、電力変換装置として、車載電源から供給された直流電力を三相交流電力に変換して電気負荷に供給するインバータ装置に、本発明の構成を適用した場合を例に挙げて説明する。本発明の構成は、他の電力変換装置、たとえば車載電源から電気負荷に供給される直流電力を制御するチョッパや、車載電源と電気負荷との間の直流電力を昇降圧するＤＣ−ＤＣコンバータなどにも適用する。
【００２０】
さらに、本実施例においては、インバータ装置として、車両の走行用駆動力を発生するモータの駆動を制御するインバータ装置に、本発明の構成を適用した場合を例に挙げて説明する。本発明の構成は、車載補機、たとえば操舵力を発生する電動パワーステアリング用モータ、あるいは制動力を発生する電動ブレーキ用モータの駆動を制御するインバータ装置、車載空調用圧縮機の駆動力を発生するモータの駆動を制御するインバータ装置などにも適用できる。
【００２１】
さらに、本発明の構成は、自動車以外の電力変換装置、工場などの動力設備に搭載される産業用の電力変換装置、および空気調和機などの家電品に搭載される家電用の電力変換装置などにも適用できる。特に組み立て時の作業性の向上により生産コストの低下が要求される電力変換装置に好適である。
【００２２】
本発明の構成が適用された本実施例の電力変換装置は、小型化、軽量化、高さ寸法の低減、電力変換効率の向上（損失の低減）、発熱の低減、生産性の向上、低コスト化、および信頼性の向上にとって好適である。
【００２３】
近年、燃費の改善および地球環境への配慮から、これまで内燃機関であるエンジンにおいて賄ってきた車両および車載補機の駆動力の一部あるいは全てを、電気エネルギーを変換して得られた駆動力により補う自動車の数が年々増えている。このような自動車は、電力変換装置、たとえば直流−交流電力変換装置であるインバータ装置、直流−直流電力変換装置であるチョッパおよびＤＣ−ＤＣコンバータなどを搭載しており、１台で複数搭載する場合もある。
【００２４】
電力変換装置を搭載する自動車は、電力変換装置の搭載分、エンジンによって車両および車載補機の駆動力を賄う自動車に比べ、その価格が高くなる。このため、電力変換装置には低コスト化の要求が高い。また、電力変換装置は、乗員の搭乗スペースおよび荷物の積載スペースの確保により、エンジンルーム内あるいは床下などの狭小スペースに搭載される場合が多い。このため、電力変換装置には小型化の要求が高い。車両に据え付けられた車載回転電機の天側に一体化される電力変換装置にあってはさらに高さを低くする必要がある。電力変換装置には、車両重量を低減して車両の燃費をさらに向上させるために、軽量化の要求が高い。
【００２５】
電力変換装置は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、「ＩＧＢＴ」と記述する）、あるいは金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（以下、「ＭＯＳＴＦＴ」と記述する）からなる複数のスイッチング半導体素子が収納されたパワーモジュールを備えて電力変換用の主回路を構成している。スイッチング半導体素子はスイッチング動作により発熱するため、パワーモジュールを冷却する必要があるが、電力変換装置の搭載箇所によってはその冷却方法が限られ、パワーモジュールを効率良く冷却することができない。このため、電力変換装置にはスイッチング半導体素子の発熱低減の要求が高い。また、スイッチング半導体素子の発熱低減は、スイッチング半導体素子として、より小型なチップを採用できるので、電力変換装置を小型できる。
【００２６】
スイッチング半導体素子の発熱を低減するためには、スイッチング半導体素子のスイッチング損失を減らしてスイッチング半導体素子のスイッチング時間を短くする、換言すればスイッチング半導体素子による電力変換効率を向上させることが、その一解決手段として挙げることができる。
【００２７】
スイッチング半導体素子のスイッチング損失を減らすためには、主回路に寄生するインダクタンスを低減することが重要な課題である。また、主回路に寄生するインダクタンスの低減は、スイッチング半導体素子のスイッチング動作ノイズによる直流電圧の跳ね上がり（サージ）電圧を抑制し、スイッチング半導体素子の破壊を防止できる意味でも重要である。
【００２８】
主回路に寄生するインダクタンスは、パワーモジュールから外部に露出する直流側電極あるいは直流端子の正極側と負極側、および直流側電極あるいは直流端子に接続される板状導体（バスバー）の正極側と負極側を、電気的に絶縁した状態で積層構造とし、正極側導体および負極側導体に流れる電流の向きを対向させることにより低減できる。また、寄生インダクタンスは、電流の流れる方向に直行する方向の導体幅（以下、「電流幅」と記述する）をより広くし、電流の流れる方向の導体長（以下、「電流長」と記述する）をより短くすることにより低減できる。さらに、寄生インダクタンスは、それらの構成を組み合わせることにより、より効果的に低減できる。
【００２９】
なお、寄生インダクタンスの低減は、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴを用いた電力変換装置では、スイッチング時間を短くでき、スイッチング損失の低減、換言すれば電力変換率の向上に効果的である。また、ＩＧＢＴを用いた電力変換装置では、スイッチング半導体素子のサージ電圧の保護回路の一つであるスナバ回路の容積を小さくでき、スナバ損失の低減に効果的である。
【００３０】
本実施例の電力変換装置は、上記課題に鑑みなされたものであり、以下に列挙する特徴と作用効果を奏する。
【００３１】
本実施例の電力変換装置は、スイッチング半導体素子を有するパワーモジュールの外部に露出した直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子に、それらとは別体に形成され、ネジ機構を備えたボルトのような突起体を圧入などにより植設し、直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子に接続される板状導体（バスバー）の孔と嵌合するための突起を、直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子に一体に形成している。
【００３２】
本実施例の電力変換装置によれば、電力変換装置の組み立ての作業時、直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子の突起に対して、板状導体（バスバー）の孔を嵌合させることにより、直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子と板状導体（バスバー）との位置合わせを簡単にでき、直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子と板状導体（バスバー）との接続時の作業性が向上する。これにより、本実施例の電力変換装置では、組み立て時の作業性が従来よりも向上し、生産性が向上する。
【００３３】
本実施例の電力変換装置によれば、電力変換装置の生産性を向上できるので、電力変換装置の生産コストを下げることができる。これにより、本実施例の電力変換装置では、電力変換装置が搭載される自動車の値下げに貢献でき、電気エネルギーを変換して得られた駆動力により車両および車載補機の駆動力の一部あるいは全てを補う自動車の普及に寄与できる。
【００３４】
本実施例の電力変換装置によれば、直流側電極あるいは直流側端子に植設した突起を用いて、直流側電極あるいは直流側端子と直流側板状導体（直流側バスバー）とを接続するので、直流側電極あるいは直流側端子と直流側板状導体（直流側バスバー）との接続のために、直流側板状導体（直流側バスバー）に設けていたクリアランス孔を無くせる、あるいは減らせる。これにより、本実施例の電力変換装置では、電流幅が狭められる箇所を無くせる、あるいは減らせる分、寄生インダンクタンスを低減できる。
【００３５】
なお、クリアランス孔によって狭められる電流幅を広くするためには、直流側電極あるいは直流側端子と直流側板状導体（直流側バスバー）との導体幅を広くすることが解決策として考えられる。しかし、そのような考え方は、電力変換装置の容積の増大および重量の増大に繋がる。
【００３６】
本実施例の電力変換装置によれば、寄生インダクタンスを低減できるので、その分、スイッチング半導体素子のスイッチング時間を短くできる。これにより、本実施例の電力変換装置では、スイッチング半導体素子のスイッチング損失が減り、スイッチング半導体素子による電力変換効率が向上する。また、寄生インダンクタンスの低減は、スイッチング半導体素子のスイッチング動作ノイズによる直流電流の跳ね上がり（サージ）電圧を抑制して、スイッチング半導体素子の破壊を防止できるので、電力変換装置の信頼性をより高めることができる。
【００３７】
本実施例の電力変換装置によれば、スイッチング半導体素子のスイッチング損失が減るので、スイッチング半導体素子の発熱を低減できる。これにより、本実施例の電力変換装置では、その冷却手段として空冷構造を採用でき、冷却構造の簡便化と車両搭載位置の自由度が増す。
【００３８】
本実施例の電力変換装置によれば、寄生インダクタンスの低減のために、直流側電極あるいは直流側端子と直流側板状導体（直流側バスバー）との導体幅を広くすることがないので、電力変換装置の小型化および軽量化に寄与できる。また、本実施例の電力変換装置によれば、スイッチング半導体素子の発熱を低減できるので、スイッチング半導体素子として、より小型なチップを採用でき、電力変換装置を小型化できる。さらに、本実施例の電力変換装置によれば、直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子と板状導体（バスバー）との位置合わせ用の機構を、直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子と板状導体（バスバー）との締結手段の一部を活用して構成したので、直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子と板状導体（バスバー）との位置合わせ用の機構として、パワーモジュールにボスあるいは突き当て部などの新たな部品を追加したり、直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子、および板状導体（バスバー）自信に新たな加工を施したりする必要がなく、電力変換装置の小型化および軽量化、ならびに低コスト化に寄与できる。
【００３９】
また、本実施例の電力変換装置は、直流側電極あるいは直流側端子、および交流側電極あるいは交流側端子を、パワーモジュールのケースの側壁面から側方に向かって突出するように、外部に露出させている。
【００４０】
このような構成を備えた本実施例の電力変換装置によれば、スイッチング半導体素子を駆動し、スイッチング半導体素子のスイッチング動作を制御するための回路素子が実装された回路基板を、電力変換装置の筐体に対するパワーモジュールの設置方向（高さ方向）であり、かつパワーモジュールのベースとは反対側の直上に配置できる。これにより、本実施例の電力変換装置では、パワーモジュールの設置方向（高さ方向）の寸法を低くすることができる。
【００４１】
このように、パワーモジュールの高さ寸法が低くなれば、電力変換装置の車両搭載位置の自由度が増すとともに、エンジンルーム内および床下の狭小スペースーの電力変換装置の搭載が容易になる。特に車両に据え付けられた車載回転電機の天側に一体化される電力変換装置にとっては好適である。
【実施例１】
【００４２】
図２は、本発明による電力変換装置の一実施例を示す回路図であり、それに接続される直流電源１２１および回転電機１２０とともに該電力変換装置１０１を示している。
【００４３】
図２において、電力変換装置１０１はその点線枠の内部を示し、該点線枠は該電力変換装置１０１の筐体（図１１において符号９０１で示す）に相当している。
【００４４】
また、前記電力変換装置１０１の内部には、平滑用コンデンサ１０４、パワーモジュール１０２、および制御回路基板１１５が配置されている。点線枠内のパワーモジュール１０２においてその点線枠は該パワーモジュール１０２の筐体（図１の符号２０１、２０２で示す）に相当している。
【００４５】
電力変換装置１０１の外部には直流電源１２１が配置され、この直流電源１２１の正極は、電力変換装置１０１の接続部１２２を介して前記平滑用コンデンサ１０４の一端側に接続され、さらにパワーモジュール１０２の接続部１１０を介して該パワーモジュール１０２内の正極ライン１０５に接続されるようになっている。ここで、前記平滑用コンデンサ１０４の一端側と前記接続部１２２、１１０との接続は直流バスバー１０８を介してなされるようになっている。
【００４６】
前記直流電源１２１の負極は、電力変換装置１０１の接続部１２３を介して前記平滑用コンデンサ１０４の他端側に接続され、さらにパワーモジュール１０２の接続部１１１を介して該パワーモジュール１０２内の負極ライン１０６に接続されるようになっている。ここで、前記平滑用コンデンサ１０４の他端側と前記接続部１２３、１１１との接続は直流バスバー１０９を介してなされるようになっている。
【００４７】
前記パワーモジュール１０２に内部において、前記正極ライン１０５と負極ライン１０６との間には、たとえばＩＧＢＴＱ１、Ｑ２の直列接続からなるＵ相アームと、たとえばＩＧＢＴＱ３、Ｑ４の直列接続からなるＶ相アームと、たとえばＩＧＢＴＱ５、Ｑ６の直列接続からなるＷ相アームが接続されている。
【００４８】
また、各ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のコレクタ・エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１〜Ｄ６が接続されている。
【００４９】
これらＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６およびダイオードＤ１〜Ｄ６によってインバータが構成され、該インバータは、制御回路基板１１５によって前記ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６の各ゲート電極にＰＷＭパルスを入力させて前記ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６のスイッチングが制御されるようになっている。
【００５０】
なお、前記ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６と前記ダイオードＤ１〜Ｄ６は、それぞれ、逆方向ダイオードを内蔵したＭＯＳＦＥＴに置き換えてもよい。
【００５１】
パワーモジュール１０２のインバータにおける各相アームの中間接続点には、回転電機１２０の各相コイルの一端が接続されている。すなわち、該回転電機１２０は、３相の永久磁石モータからなり、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３つのコイルの他端が中点で共通接続されて構成されている。
【００５２】
そして、Ｕ相コイルの一端は電力変換装置１０１の接続部１２４ｕ、パワーモジュール１０２の接続部１１４ｕを介してＩＧＢＴＱ１、Ｑ２の中間接続点に接続されている。また、Ｖ相コイルの一端は電力変換装置１０１の接続部１２４ｖ、パワーモジュール１０２の接続部１１４ｖを介してＩＧＢＴＱ３、Ｑ４の中間接続点に接続されている。さらに、Ｗ相コイルの一端は電力変換装置１０１の接続部１２４ｗ、パワーモジュール１０２の接続部１１４ｗを介してＩＧＢＴＱ５、Ｑ６の中間接続点に接続されている。
【００５３】
なお、図２において直流電源１２１は、たとえばバッテリの他に、ＤＣ／ＤＣコンバータあるいは発電機等を接続させて用いるようにしてもよい。
【００５４】
さらに、前記パワーモジュール１０２は、交流の各相毎に３分割し、あるいは高電位および低電位において分割することによって６分割して構成するようにしてもよい。
【００５５】
図１は、前記パワーモジュール１０２の一実施例の外観を示す斜視図である。
【００５６】
図１において、該パワーモジュール１０２は、ベース２０１とこのベース２０１に取り付けられるケース２０２とで筐体を構成している。
【００５７】
前記ベース２０１のケース２０２と対向する面には、前記ＩＧＢＴＱ１〜Ｑ６およびダイオードＤ１〜Ｄ６によって構成されるインバータが内蔵されている。
【００５８】
そして、前記ケース２０２の一つの側面には、前記正極ライン１０５に接続される正極側主電極１０５Ｔ、負極ライン１０６に接続される負極側主電極１０６Ｔが突出されて形成されている。
【００５９】
これら正極側主電極１０５Ｔおよび負極側主電極１０６Ｔは、それぞれ直流バスバー１０８および１０９を介して前記平滑用コンデンサ１０４の各電極に接続される電極となっている。このため、これら正極側主電極１０５Ｔおよび負極側主電極１０６Ｔは、それぞれ、図２に示す接続部１１０、１１１に相当する。
【００６０】
そして、前記正極側主電極１０５Ｔおよび負極側主電極１０６Ｔは、それぞれ電流の流れの方向に対して短く該方向と直交する方向に対して長く形成された平板状をなし、これらは絶縁板２０３を介在させて重畳されて配置されている。前記絶縁板２０３としては、たとえばポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド等から構成され、たとえばケース２０２と同一樹脂で一体成形的に形成されている。
【００６１】
前記正極側主電極１０５Ｔおよび負電極主電極１０６Ｔを上述したように構成し、それぞれに流れる電流の方向を逆にすることによって、寄生インダクタンスの充分な低減が図られるようになっている。
【００６２】
そして、たとえば負極側主電極１０６Ｔは、正極側主電極１０５Ｔと比べて電流方向に若干長く形成され、平面的に観た場合、該正極側主電極１０５Ｔから露出するようにして形成されている。これにより、同方向（図中上側方向）から前記各直流バスバー１０８および１０９を接続できるようになっている。
【００６３】
また、前記ケース２０２の正極側主電極１０５Ｔおよび負極側主電極１０６Ｔが突出された側と反対側の側面からは、前記インバータのＵ相アームの中間接続点と接続された交流側主電極１０７ｕ、Ｖ相アームの中間接続点と接続された交流側主電極１０７ｖ、Ｗ相アームの中間接続点と接続された交流側主電極１０７ｗがそれぞれ突出して配置されている。
【００６４】
交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、および１０７ｗのそれぞれは、ベース１０２に対してほぼ同じ高さに設けられ、並設されて形成されている。
【００６５】
そして、交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、および１０７ｗのそれぞれにおいて、それらのほぼ中央部に図中上方に突出する雄ネジ２１０が植設されて形成されている。
【００６６】
このように交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、１０７ｗを構成することにより、それぞれ、交流導体１２６ｕ、１２６ｖ、１２６ｗとの接続において、該交流導体１２６ｕ、１２６ｖ、１２６ｗの位置決めを容易にできるとともに、該接続に信頼性を持たせることができるようになる。このことについてはさらに後述する。
【００６７】
なお、前記ケース２０２の上面には複数個のピン状の電極１１６が植設されて形成されている。前記制御回路基板１１５と電気的に接続させるための電極となるものであり、図２に示したの接続部１１７に相当するものである。
【００６８】
ここで、図３（ａ）は、前記交流側主電極１０７ｖに対する雄ネジ２１０の取付構造を該雄ネジ２１０の中心軸を含む平面内での断面を示した図である。なお、以下に説明する構成は前記交流側主電極１０７ｕ、１０７ｗにおいても同様である。
【００６９】
鍔部２１０Ａを有する雄ネジ２１０は、その先端側から交流側主電極１０７ｖに形成された孔１０７Ａを通して挿入され、該雄ネジ２１０は、その鍔部２１０Ａと交流側主電極１０７ｖの対向する箇所にて介在されたロー材７０１によって、該交流側主電極１０７ｖに固定されている。
【００７０】
また、図３（ａ）に示した構成に限定されることはなく、たとえば、図３（ｂ）に示すように、雄ネジ２１０を、その鍔部２１０Ａにおいて交流側主電極１０７ｖの表面に形成された凹陥部１０７Ｂ内にロー材７０１を介在させて配置させることによって、該交流側主電極１０７ｖに固定させるようにしてもよい。
【００７１】
また、図３（ｃ）に示すように、雄ネジ２１０を、その鍔部２１０Ａにおいて交流側主電極１０７ｖの表面に形成された凹陥部１０７Ｂ内に圧入させることによって、該交流側主電極１０７ｖに固定させるようにしてもよい。
【００７２】
さらに、図３（ｄ）に示すように、雄ネジ２１０を、その先端側から交流側主電極１０７ｖに形成された孔１０７Ａを通して挿入させ、該孔１０７Ａの周囲に形成された凹陥部１０７Ｂに鍔部２１０Ａを圧入させることによって、該交流側主電極１０７ｖに固定させるようにしてもよい。
【００７３】
なお、このような雄ネジ２１０の交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、１０７ｗへの取付において、該雄ネジ２１０が突出する側の面と反対側の面において、たとえば該雄ネジ２１０の鍔部２１０Ａの張り出しを少なくすることが好ましい。このような構成にすれば、重畳して配置される他の極の電極との間隙を少なくでき、寄生インダクタンスの低減を図ることができる。
【００７４】
交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、１０７ｗの一方の導体面上に突起を形成する雄ネジ２１０は、交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、１０７ｗに固定され、交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、１０７ｗの板厚よりも薄い厚さの鍔部２１０Ａを有する頭部、およびこの頭部の一方の面上に立設され、頭部の中心部から外縁までの最短距離よりも小さい径を有する突部から構成されている。頭部は円板あるいは短円柱により形成されているが、他の形状の板あるいは短柱により形成されていてもよい。突部は、外周表面にネジが螺刻された円柱である。
【００７５】
図４は、上述したパワーモジュール１０２を電力変換装置の筐体９０１内に取付けた場合の該パワーモジュール１０２の近傍の構成を示す断面図である。なお、図４においてパワーモジュール１０２の内部の構成は省略している。
【００７６】
前記パワーモジュール１０２は、筐体９０１の底部に相当する箇所にグリース（図示せず）を介してたとえばネジ止めされて固定されている。該筐体９０１の底部はたとえば放熱フィン等からなる放熱手段が設けられている。
【００７７】
図示しない平滑用コンデンサ（図２において符号１０４で示す）の両端に接続される直流バスバー１０８、１０９が、前記パワーモジュール１０２の正極側主電極１０５Ｔ、負極側主電極１０６Ｔ側に延在されて配置されている。
【００７８】
前記直流バスバー１０８、１０９は、前記正極側主電極１０５Ｔ、負極側主電極１０６Ｔと同様に、それぞれ電流の流れの方向に対して短く該方向と直交する方向に対して長く形成された平板状をなし、これらは絶縁板２０４を介在させて重畳されて形成されている。
【００７９】
前記直流バスバー１０８は直流バスバー１０９に対して先端部が長く延在されて形成され、この直流バスバー１０８の先端部が前記正極側主電極１０５Ｔの上面に配置できる状態で、直流バスバー１０９の先端部が前記負極側主電極１０６Ｔの上面に配置できる状態となっている。
【００８０】
そして、直流バスバー１０８の先端部はロー材３１０Ａによって記正極側主電極１０５Ｔと電気的に接続され、直流バスバー１０９の先端部はロー材３１０Ｂによって前記負極側主電極１０６Ｔと電気的に接続されるようになっている。
【００８１】
また、電力変換装置の筐体９０１に設けられる各接続部１２４ｖ（１２４ｕ、１２４ｗ）から各交流導体１２６ｖ（１２６ｕ、１２６ｗ）が前記パワーモジュール１０２の交流側主電極１０７ｖ（１０７ｕ、１０７ｗ）側に延在されて配置されている。なお、前記各接続部１２４ｖ（１２４ｕ、１２４ｗ）は、図２に示したように、回転電機１２０のｖ相（ｕ相、ｗ相）のコイルに接続される接続部である。
【００８２】
交流導体１２６ｖ（１２６ｕ、１２６ｗ）は、その先端部において孔１２６Ａが形成され、この孔１２６Ａに交流側主電極１０７ｖ（１０７ｕ、１０７ｗ）の雄ネジ２１０が挿入され、この雄ネジ２１０にナット６０２が締結されることによって、前記交流側主電極１０７ｖ（１０７ｕ、１０７ｗ）と電気的に接続されている。
【００８３】
このことから、交流導体１２６ｖ（１２６ｕ、１２６ｗ）は、それに形成された孔１２６Ａに交流側主電極１０７ｖ（１０７ｕ、１０７ｗ）の雄ネジ２１０を挿入させて配置させることにより、該交流側主電極１０７ｖ（１０７ｕ、１０７ｗ）に対する位置決めが信頼性よく行われ、その後、前記ナット６０２を雄ネジ２１０に締結させることによって交流側主電極１０７ｖ（１０７ｕ、１０７ｗ）との電気的接続を充分に確保させることができる効果を奏する。
【００８４】
なお、図４に示す実施例において、パワーモジュール１０２の上部には該パワーモジュール１０２を被うようにして制御回路基板１１５が配置されている。
【００８５】
この制御回路基板１１５は、前記パワーモジュール１０２の上面に突出して形成された前記制御電極１１６を貫通させる孔を有し、この孔の周囲は該制御回路基板１１５上の配線層と接続された接続部１１７を備え、この接続部１１７と対応する前記制御電極１１６とはたとえば半田を介して電気的に接続されている。
【００８６】
図５は、図４における構成において、他の変形例を示す説明図で、図４の二点鎖線枠Ｂの部分に相当する構成を示している。
【００８７】
図５（ａ）において、パワーモジュール１０２は、そのケース２０２からたとえば一体的に形成した台座部２０２Ａを形成し、該ケース２０２から突出して形成される交流側主電極１０７ｖ（１０７ｕ、１０７ｗ）を前記台座部２０２上に載置されるようにして形成するようにしたものである。このようにすることによって交流側主電極１０７ｖ（１０７ｕ、１０７ｗ）の筐体９０１に対する絶縁距離を充分に確保できる。
【００８８】
また、図５（ｂ）において、パワーモジュール１０２のベース２０１においてその外方へ延在する延在部２０１Ａを形成するようにしてもよい。このようにした場合、筐体９０１への放熱面積の拡大による冷却効果を向上させることができる。
【００８９】
なお、図１に示したパワーモジュール１０２は、その正極側主電極１０５Ｔが負極側主電極１０６Ｔに対して短く形成されて構成されたものである。しかし、これに限定されることはなく、図６（ａ）に示すように、前記正極主電極１０５Ｔおよび負極側主電極１０６Ｔはそれぞれ同じ長さ（電流方向の長さ）として構成するようにしてもよい。この場合、直流バスバー１０８および直流バスバー１０９は、図６（ａ）に示すように、たとえば上下方向の相対向する方向からそれぞれ前記正極側電極１０５Ｔ、負極側電極１０６Ｔを当接させ、たとえばロー材３１０によって接続させるようになる。
【００９０】
また、図６（ａ）では、正極側主電極１０５Ｔと直流バスバー１０８の接続、負極側主電極１０６Ｔと直流バスバー１０９の接続は、たとえばロー材３１０によって接続させたものである。しかし、これに限定されることはなく、たとえば図６（ｂ）に示すように、直流バスバー１０８、直流バスバー１０９においてそれぞれの正極側主電極１０５Ｔ、負極側主電極１０６Ｔとの接続部１１０、１１１に至る手前に湾曲部５０１を形成し、この湾曲部５０１によって、該直流バスバー１０８、直流バスバー１０９が、それぞれ正極側主電極１０５Ｔ、負極側主電極１０６Ｔを弾力的に挟持できる構成とするようにしてもよい。
【実施例２】
【００９１】
図７は、本発明による電力変換装置の他の実施例を示す構成図である。図７（ａ）は該電力変換装置に組み込まれるパワーモジュール１０２を示した斜視図であり、図７（ｂ）は該電力変換装置に組み込まれた状態で、該パワーモジュール１０２と直流バスバー１０８、１０９および各交流導体１２６ｕ、１２６ｖ、１２６ｗとの接続構成を示した斜視図である。なお、図７（ｂ）のVIII−VIII線における断面図を図８に示している。
【００９２】
図７（ａ）は図１と対応した図となっており、図１の構成と比較して異なる構成は、正極側主電極１０５Ｔにおいて図中上方に突出する雄ネジ６０１Ａが植設されて形成され、また、負極側主電極１０６Ｔにおいて図中上方に突出する雄ネジ６０１Ｂが植設されて形成されている点にある。
【００９３】
なお、各交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、１０７ｗにおいては、図１の場合と同様に、それぞれ雄ネジ２１０が植設されて形成されたものとなっている。
【００９４】
そして、前記正極側主電極１０５Ｔおよび負極側主電極１０６Ｔにそれぞれ接続される直流バスバー１０８、１０９は、図１に示したとほぼ同様の構成を有するが、前記直流バスバー１０８において前記正極側主電極１０５Ｔに植設された雄ネジ６０１Ａを貫通させる孔(図せず)を有し、前記直流バスバー１０９において前記負極側主電極１０６Ｔに植設された雄ネジ６０１Ｂを貫通させる孔６１１を有して形成されている。この孔６１１は直流バスバー１０９、絶縁板２０４、および直流バスバー１０８を貫通し、前記雄ネジ６０１Ｂが挿入できる程度の小さな孔と、この孔と同心的に前記絶縁板２０４、および直流バスバー１０８を貫通し、後述のナット６０２の径よりも充分に大きな径を有する孔６１１が形成されている。
【００９５】
前記直流バスバー１０８から図示しない孔を通して突出した前記雄ネジ６０１Ａにはナット６０２が締結され、これにより、該直流バスバー１０８は正極側主電極１０５Ｔと電気的に接続された状態を保持できるようになっている。
【００９６】
また、前記孔６１１内において、前記直流バスバー１０９から突出した前記雄ネジ６０１Ｂはナット６０２が締結され、これにより、該直流バスバー１０９は正極側主電極１０６Ｔと電気的に接続された状態を保持するようになっている。
【００９７】
この場合、前記孔６１１を比較的大きな径として形成したのは、前記ナット６０２を雄ネジ６０１Ｂに締結し易いようにしたり、前記直流バスバー１０８と前記ナット６０２の絶縁を確保したりするためである。
【００９８】
正極側主電極１０５Ｔおよび負極側主電極１０６Ｔの一方の導体面上に突起を形成する雄ネジ６０１Ａ、６０１Ｂは、正極側主電極１０５Ｔおよび負極側主電極１０６に固定され、正極側主電極１０５Ｔおよび負極側主電極１０６の板厚よりも薄い厚さの鍔部を有する頭部、およびこの頭部の一方の面上に立設され、頭部の中心部から外縁までの最短距離よりも小さい径を有する突部から構成されている。頭部は円板あるいは短円柱により形成されているが、他の形状の板あるいは短柱により形成されていてもよい。突部は、外周表面にネジが螺刻された円柱である。
【００９９】
なお、各交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、１０７ｗにおいては、図１の場合と同様に、それぞれ、交流導体１２６ｕ、１２６ｖ、１２６ｗが、それに形成された孔（図４において符号１２６Ａで示す）に交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、１０７ｗの雄ネジ２１０が挿入され、この雄ネジ２１０にナット６０２が締結されることによって、前記交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、１０７ｗと電気的に接続されている。
【０１００】
このように構成されたパワーモジュール１０２において、その正極側主電極１０５Ｔ、負極側主電極１０６Ｔに対するそれぞれの直流バスバー１０８、１０９の位置決めを容易にするとともに、信頼性ある電気的接続を確保することができる。
【０１０１】
なお、図１に示したパワーモジュール１０２は、その正極側主電極１０５Ｔが負極側主電極１０６Ｔと比較して電流方向の長さが短く形成されて構成されたものである。しかし、これに限定されることはなく、図９に示すように、前記正極主電極１０５Ｔおよび負極側主電極１０６Ｔはそれぞれ同じ長さ（電流方向の長さ）として構成するようにしてもよい。この場合、図９に示すように、正極側主電極１０５Ｔに植設された雄ネジ６０１Ｂは同軸上に配置され、それぞれの先端が反対方向に延びるように、それぞれ、電極面からの突出方向が反対になっている。なお、図９では、雄ネジ６０１Ａ、６０１Ｂを同軸上に配置したが、それぞれ、異なる軸上に配置してもよい。
【０１０２】
また、直流バスバー１０８および直流バスバー１０９は、前記雄ネジ６０１Ａ、６０１Ｂと対応する箇所に孔が形成され、これら孔に各雄ネジ６０１Ａ、６０１Ｂを挿入して配置されているとともに、各雄ネジ６０１Ａ、６０１Ｂに締結されたナット６０２によって、直流バスバー１０８と正極側主電極１０５Ｔ、直流バスバー１０９と負極側主電極１０６Ｔとの電気的接続がなされるようになっている。
【実施例３】
【０１０３】
図１０は、本発明による電力変換装置の他の実施例を示す構成図である。図１０（ａ）は該電力変換装置に組み込まれるパワーモジュール１０２を示した斜視図であり、図１０（ｂ）は該電力変換装置に組み込まれた状態で、該パワーモジュール１０２と直流バスバー１０８、１０９および各交流導体１２６ｕ、１２６ｖ、１２６ｗとの接続構成を示した斜視図である。
【０１０４】
図１０は、図７と対応させて描いた図であり、図７と比較して異なる構成は、正極側主電極１０５Ｔと負極側主電極１０６Ｔにある。
【０１０５】
すなわち、図１０（ａ）に示すように、正極側主電極１０５Ｔ、負極側主電極１０６Ｔは、重畳されて配置されることなく、ベース２０１に並行な面内に並設されて配置されている。
【０１０６】
このような配置は、たとえば交流側主電極１０７ｕ、１０７ｖ、１０７ｗと同様の配置となっている。
【０１０７】
そして、これら正極側主電極１０５Ｔには、その表面の一部に図中上方に突出する雄ネジ６０１Ａが、負極側主電極１０６Ｔには、それらの表面の一部に図中上方に突出する雄ネジ６０１が植設されている。
【０１０８】
そして、前記正極側主電極１０５Ｔに接続されるべく直流バスバー１０８は、図１０（ｂ）に示すように、少なくともこの接続部の近傍において直流バスバー１０９と物理的に分離して形成され、その先端部において孔が形成され、この孔に前記正極側主電極１０５Ｔの雄ネジ６０１Ａが挿入され、この雄ネジ６０１Ａにナット６０２が締結されることによって、前記正極側主電極１０５Ｔと電気的に接続されている。同様に、前記負極側主電極１０６Ｔに接続されるべく直流バスバー１０９は、すくなくともこの接続部の近傍において直流バスバー１０８と物理的に分離して形成され、その先端部において孔が形成され、この孔に前記負極側主電極１０６Ｔの雄ネジ６０１Ｂが挿入され、この雄ネジ６０１Ｂにナット６０２が締結されることによって、前記負極側主電極１０６Ｔと電気的に接続されている。
【実施例４】
【０１０９】
図１１は、前記電力変換装置１０１を回転電機に取り付けた一実施例を示した斜視図である。
【０１１０】
図１１において、出力軸６９４を水平方向に位置づけた回転電機１２０があり、この回転電機１２０のたとえば上部に電力変換装置１０１が配置されている。
【０１１１】
この電力変換装置１０１は、その筐体９０１と回転電機１２０の間に螺入されるネジ９５１等によって、回転電機１２０に一体化されている。
【０１１２】
前記筐体９０１の側面には正極側直流ハーネス９６１および負極側直流ハーネス９６２が突出して形成され、図示しない直流電源（図２において符号１２１で示す）に接続されるようになっている。
【０１１３】
また、図示されていないが、前記筐体９０１に内蔵される前記交流導体（図２において符号１２６で示す）は出力軸６９４の反対側の前記回転電機１２０内で接続させている。
【０１１４】
前記筐体９０１の側面にはコネクタ９６３が取り付けられ、電力変換装置１０１の外部に配置される図示しない上位制御装置は、該コネクタ９６３を介して、筐体９０１の内部の制御回路基板（図２において符号１１５で示す）に接続されるようになっている。
【０１１５】
前記制御回路基板は、前記コネクタ９６３を介して、電源が供給されるとともに、上位制御装置から、トルク指令、回転数指令、フェール信号等が送信されるようになっている。
【０１１６】
なお、上述の説明では、電力変換装置の交流導体は回転電機内で接続するようにしたものである。しかし、電力変換装置の外部に該交流導体を導出させ、ハーネス等を介して回転電機内の交流導体に接続させる構成としてもよい。
【０１１７】
また、上述の説明では、電力変換装置１０１は回転電機１２０の上部に配置させたものである。しかし、これに限定されることはなく、回転電機１２０の側面あるいは下部に配置させるようにしてもよい。
【０１１８】
〈実施例５〉
次に、図１２を用いて、図１１の機電一体化型回転電機装置を搭載した車両の駆動システムについて説明する。
【０１１９】
本実施例では、主駆動輪を内燃機関であるエンジンにより駆動し、従駆動輪を図１１の機電一体型回転電機装置により駆動する４輪駆動車を例に挙げて説明する。
【０１２０】
なお、図１１の機電一体型回転電機装置は、主駆動輪を駆動するエンジンに機械的に接続され、バッテリからの電力を受けてバッテリからの電力を受けてエンジンの始動用、および加速運転時におけるエンジンのアシスト用の駆動力を発生するとともに、エンジンの駆動力あるいは駆動輪からの駆動力を受けて、バッテリの充電電力および車載補機（電気負荷）を駆動するための電力を発生する車載電機装置に適用してもよい。
【０１２１】
本実施例の４輪駆動車は、モータ駆動用バッテリを持たないものであり、後輪の従駆動システムに、図１１の機電一体型回転電機装置が用いられている。
【０１２２】
なお、図１２では、制御信号を伝達する制御ケーブルを細い実線により、電気エネルギーを供給する電気ケーブルを、制御ケーブルを示す実線よりも太い実線によりそれぞれ示している。
【０１２３】
モータ駆動用バッテリを持たない４輪駆動車（以下、「４輪駆動車１０００」と記述する）は、内燃機関であるエンジン１００１により前輪１００２（主輪）を、回転電機であるモータ１２０により後輪１００４（従輪）をそれぞれ駆動するように、エンジン１００１による駆動システムと、モータ１２０による駆動システムとを備えた複合駆動型車両である。エンジン１００１は、前輪１００２の主駆動系を構成する動力源であり、車両の走行範囲全域において熱エネルギーにより回転動力を発生する。モータ１２０は、後輪１００４の従駆動系を構成する動力源であり、車両の発進時からエンジン１００１のみによる走行速度域に達するまでの間、および氷結路など路面の摩擦係数μが小さい走行路においてエンジン１００１により駆動される前輪１００２にスリップが生じ、エンジン１００１の動力を路面に伝達できない時に電気エネルギーにより回転駆動力を発生する。
【０１２４】
なお、本実施例では、エンジン１００１により前輪１００２を、モータ１２０により後輪１００４をそれぞれ駆動する場合を例に挙げて説明するが、エンジン１００１により後輪１００４を、モータ１２０により前輪１００２をそれぞれ駆動する構成としてもよい。
【０１２５】
エンジン１００１の回転動力は、自動変速機１００７によって変速された後、動力伝達機構１００８を介して前輪１００２の駆動軸１００３に伝達される。これにより、前輪１００２は車両走行範囲全域においてエンジン１００１により駆動される。
【０１２６】
エンジン１００１には車載補機用発電機１００６及び駆動専用発電機１２００のベルトを介して機械的に連結されている。両発電機は、エンジン１００１の回転動力を受けて作動し、それぞれ用途の異なる電力を発生する。
【０１２７】
車載補機用発電機１００６は車載１４ボルト系電源を構成しており、公称出力電圧１２ボルトの車載バッテリ１００９を充電するための直流電力及び車載補機用を駆動するための直流電力を発生する。
【０１２８】
駆動専用発電機１２００は、モータ１２０の駆動用電力を専用に発生するモータ電源を構成するとともに、車載補機用発電機１００６よりも高い電力を出力できる車載４２ボルト系電源を構成しており、モータ１２０に対する要求駆動力に応じて出力電圧を０ボルトから５０ボルト又は６０ボルトまで可変できる。
【０１２９】
なお、本実施例では、モータ１２０の電源として駆動専用発電機１２００を備えた場合を例に挙げて説明する。この場合、モータ駆動専用大容量バッテリの搭載が不要な分、従駆動輪（本実施例では後輪１００４）の従駆動システムの搭載スペースを小さくできるとともに、エンジンの動力により前後輪を駆動する機械式４輪駆動車と比べて従駆動輪の従駆動システムを安価に提供できる。
【０１３０】
また、モータ駆動用バッテリを搭載し、駆動専用発電機１２００の電力をモータ駆動用バッテリに充電するようにしてもよい。
【０１３１】
また、本実施例では、駆動専用発電機１２００を電源として低電圧、大電流によりモータ１２０を駆動するので、車両の走行性能において要求される高トルクを出力でき、エンジンの動力により前後輪を駆動する機械式４輪駆動車と比べて遜色のない従駆動システムを提供できる。
【０１３２】
車載補機用発電機１００６及び駆動専用発電機１２００はエンジン１００１とともにエンジンルーム内に配置されている。駆動専用発電機１２００は水冷密閉型回転電機であるので、駆動専用発電機１２００のエンジン１００１に対する取付位置は、空冷開放型回転電機である車載補機用発電機１００６のエンジン１００１に対する取付位置よりも低い位置にできる。
【０１３３】
本実施例では、前述したように、モータ駆動用バッテリを備えていないので、駆動専用発電機１２００から出力された直流電力はリレー１３００を介してインバータ装置１０１の直流側に直接入力される。インバータ装置１０１は、入力された直流電力を、モータ１２０の駆動に必要な三相交流電力に変換し、この変換された三相交流電力をモータ１２０に供給する。モータ１２０は三相交流電力を受けて作動し、後輪１００４の駆動に必要な回転動力を発生する。
【０１３４】
モータ１２０の回転動力は、モータ１２０の出力側に接続されたクラッチ１５００、及びクラッチ１５００の出力側に接続されたデファレンシャルギヤ１６００を介して後輪１００４の駆動軸１００５に伝達される。これにより、後輪１００４は、車両の発進時からエンジン１００１のみによる走行速度域に達するまでの間、及びモータ１２０の回転動力により後輪１００４を駆動することが可能な最高走行速度域以下において、氷結路など路面の摩擦係数μが小さい走行路でエンジン１００１により駆動される前輪１００２にスリップが生じ、エンジン１００６の動力を路面に伝達できない時に駆動される。したがって、本実施例の従駆動システムによれば、車両を安定させながら高トルクにより発進および走行させることができ、前輪１００２にスリップが発生した時には、前輪１００２を速やかにグリップさせて、摩擦係数μの小さい走行路を安定にかつ確実に走破させることができる。
【０１３５】
デファレンシャルギヤ１６００は、モータ１２０の回転動力を左右の駆動軸１００５に分配するための動力伝達機構であり、モータ１２０の回転動力を減速するための減速機が一体に設けられている。
【０１３６】
モータ１２０及びインバータ装置１０１を一体化した車両駆動装置（回転電機装置）１１００は、車両の後部座席からトランクルームに至る床下にあり、かつデファレンシャルギヤ１６００の近傍にある狭小スペースに設置されている。本実施例では、機電一体型の車両駆動装置（回転電機装置）１１００により、車両駆動装置（回転電機装置）１１００の小型化を達成できるとともに、車両に対する車両駆動装置（回転電機装置）１１００の搭載性を向上できる。
【０１３７】
また、本実施例では、車両駆動装置（回転電機装置）１１００として、図１１に示す機電一体型回転電機装置を用いているので、車両駆動装置（回転電機装置）１１００をより小型でき、車両に対する車両駆動装置（回転電機装置）１１００の搭載性をより向上できる。
【０１３８】
また、車両駆動装置（回転電機装置）１１００、クラッチ１５００及びデファレンシャルギヤ１６００を一体のユニット構造にしてもよい。
【０１３９】
クラッチ１５００は、２つのクラッチ板を電磁力により制御して動力伝達を制御する電磁式動力遮断機構であり、車両の発進時からエンジン１００１のみによる走行速度域に達するまでの間、およびモータ１２０の回転動力により後輪４を駆動することが可能な最高速度速度域以下において、氷結路など路面の摩擦係数μが小さい走行路でエンジン１００１により駆動される前輪１００２にスリップが生じ、エンジン１００１の動力を路面に伝達できない時には２つのクラッチ板が締結されて、モータ１２０の回転動力がデファレンシャルギヤ１６００に伝達されるように制御され、エンジン１００１のみによる走行速度域にある時には２つのクラッチ板が解放されて、モータ１２０からデファレンシャルギヤ１６００への回転動力の伝達が遮断されるように制御される。
【０１４０】
後輪１００４の従駆動系を構成する各機器の作動は、電子回路装置１４００から供給された信号或いは電力によって制御される。電子回路装置１４００は、プログラムに基づいて各機器の制御に必要な演算を実行するマイクロコンピュータ、マイクロコンピュータの演算に必要なプログラムやマップ及びパラメータなどのデータが予め格納された記憶装置、及び抵抗などの回路素子が集積された集積回路（ＩＣ）などの複数の電子部品を搭載した複数の制御基板を備えている。
【０１４１】
電子回路装置１４００が司る制御としては、駆動専用発電機１２００に供給される界磁電流を制御して駆動専用発電機１２００の発電を制御する界磁制御、リレー１３００の接点の駆動を制御して駆動専用発電機１２００とインバータ装置１０１との間の電気的な接続を制御するリレー制御、インバータ装置１０１の電力変換動作を制御してモータ１２０の駆動を制御する駆動制御、及びクラッチ１５００に供給される励磁電流を制御ししてクラッチ１５００の締結・遮断を制御するクラッチ制御がある。
【０１４２】
後輪１００４の従駆動系を構成する各機器と電子回路装置１４００との間は信号ケーブル或いは電気ケーブルによって電気的に接続されている。車載バッテリ１００９と電子回路装置１４００との間は電気ケーブルによって電気的に接続されている。エンジン１００１のコンポーネント機器（空気絞り弁、給排気弁、燃料噴射弁）、変速機１００７を構成する変速機構及び車載補機用発電機１００６の作動を制御するエンジン制御装置、及びアンチロックブレーキシステムを構成するキャリパーシリンダ機構の作動を制御するアンチロックブレーキシステム制御装置などの他の車載制御装置（図示省略）と電子回路路内１４００との間はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）ケーブルによって電気的に接続されている。これにより、各車載制御装置の間において各車載制御装置の所有情報を共有でき、電子回路装置１４００は、エンジン制御装置からシフト位置信号、アクセル開度信号、及びエンジン回転数信号を、アンチロックブレーキシステム制御装置から車輪速信号をそれぞれ必要に応じて入力情報として取得でき、それらの入力情報を上記各制御に利用する。
【０１４３】
なお、本実施例では、自動変速機１００７を構成する変速機構の作動をエンジン制御装置が制御する場合を例に挙げているが、車両が変速機制御装置を搭載する場合には、自動変速機１００７を構成する変速機構の作動は変速機制御装置により制御される。この場合、電子回路装置１４００に入力されるシフト位置信号は変速機制御装置からＬＡＮケーブルを介して取得される。
【０１４４】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【符号の説明】
【０１４５】
１０１……………………電力変換装置
１０２……………………パワーモジュール
１０４……………………平滑用コンデンサ
１０５Ｔ…………………正極側主電極
１０６Ｔ…………………負極側主電極
１０７……………………交流側主電極
１０８……………………正極側直流バスバー
１０９……………………負極側直流バスバー
１１５……………………制御回路基板
１２０……………………回転電機
１２１……………………直流電源
１２６……………………交流導体
２０１……………………ベース
２０２……………………ケース
２０３，２０４…………絶縁板
２１０……………………雄ネジ
３１０，７０１…………ロー材
６０２……………………ナット
９０１……………………筐体
９６４……………………出力軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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